[发明专利]一种基于椭球面镜聚焦的高分辨率快速扫描成像的准光系统

说明书

本发明公开了一种基于椭球面镜聚焦的高分辨率快速扫描成像的准光系统，包括一个平面镜、一个聚光镜、和一个接收天线，所述聚光镜是椭球面镜，在椭球面镜与接收天线之间还设置有一个楔面镜，楔面镜接收椭球面镜的反射光信息，并将该反射光信息反射至接收天线，其中，所述平面镜为镜面面向被测物体俯仰摆动的俯仰平面镜，所述楔面镜是其楔面面向椭球面镜和接收天线旋转的旋转楔面镜。本发明改善了太赫兹波段近距离被动安检成像分辨率较低，时间较长的缺点，采用椭球面反射镜、旋转楔面镜及探测器阵列结合的方式实现高分辨率快速的高效率安检成像；控制简单，精度高，可广泛应用于机场、地铁、轮渡码头及一些公共场所近距离安检成像领域。

技术领域

本发明涉及一种基于椭球面镜聚焦的高分辨率快速扫描成像的准光系统，是一种基于椭球面镜聚焦，楔面镜旋转扫描的准光天线系统。

背景技术

近些年来，国内外公共场所受到的安全威胁不断增加，公共安全问题备受关注。传统的光学、红外、X射线以及金属探测的安检系统不能检测一些潜在的隐匿物品，尤其是一些非金属武器等，因此对于人体及随带物品的安检问题亟需解决。随着成像技术的快速发展，国际安检系统的检测性能取得了突破性进展，该系统工作频段主要在毫米波及太赫兹波段范围内。

毫米波（MMW）与低频率的太赫兹（THz）波波长较长，具有更强的穿透能力与绕射能力，并且可以提供较高的分辨率，可以穿透人体衣物，检测出隐匿的金属/非金属武器、液体爆炸物、生物/化学违禁物等危险物品。在MMW与THz波成像系统中主要分为主动成像系统和被动成像系统，主动成像系统需要辐射源，一般具有较高的动态探测范围且能够实现3D成像，但辐射源对人体辐射作用以及涉及个人隐私问题，使得主动成像系统不能被人们很好的接受。被动成像系统不需要发射源，依靠人体及其他物品向外辐射电磁波，而由于不同的物体与人体的辐射温度的对比度不同，通过探测器来探测不同物体的电磁辐射，进行处理分析得到图像。相比于主动成像系统，被动成像系统设计较为复杂，灵敏度相对较低，但是其不存在辐射源，具有隐蔽和清洁的特点，成像不存在闪烁效应，不易受极化和边缘散射的影响，并且隐匿物体容易被无源成像方式探测到。因此，近几年，该领域的国内外研究学者深入研究快速、高空间分辨率的被动安检成像技术，并取得了一定的进展。英国的Thruvision，美国的Millitech,Brijot, Millisision,Trex Enterprise，日本的NEC等公司在被动安检成像方面已经取得一定的研究成果，国内诸如中电38所，首都师范大学以及航天一些科研院所在被动安检成像的研究中也取得了很大的进步。然而，目前可实际应用于海关、机场、地铁安检等公共场所的被动THz/MMW成像安检设备还存在成像时间较长、空间分辨率低、成本高等问题，导致技术研究产品化发展缓慢。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于椭球面镜聚焦的高分辨率快速扫描成像的准光系统，本发明所提出的新型准光系统，不仅采用反射组件实现低损耗的空间传输，并且采用椭球面镜更好的控制高斯光束实现聚焦，而且利用楔面反射镜旋转与多通道探测器阵列形式的结合，实现近距离高空间分辨率快速成像。该扫描天线系统的设计不仅存在技术上的创新，同时有很大的实用价值。

为了实现上述目的，本发明的方案是：一种基于椭球面镜聚焦的高分辨率快速扫描成像的准光系统，包括一个平面镜、一个聚光镜和一个接收天线，平面镜用于对被测物体进行场方向的扫描，聚光镜用于会聚高斯光束，接收天线用于接收聚光镜接收来的反射光信息，并将该反射光信息传递至成像服务器；其中，所述聚光镜是椭球面镜，在椭球面镜与接收天线之间还设置有一个楔面镜，楔面镜接收椭球面镜的反射光信息完成对被测物体行方向的扫描，并将该反射光信息反射至接收天线，其中，所述平面镜为镜面面向被测物体俯仰摆动的俯仰平面镜，所述楔面镜是其楔面面向椭球面镜和接收天线旋转的旋转楔面镜。